(57)【要約】  【課題】  被洗浄物を回転させた状態でノズルから洗浄液を噴射して被洗浄物を洗浄するスピン洗浄装置において、被洗浄物の表面に付着した異物を確実に取ることができ、また表面から取れた異物を被洗浄物の外に確実に流し出せるようにする。  【解決手段】  ノズル６から噴射した洗浄液７を被洗浄物３に線状に当てて洗浄する。ここで、被洗浄物３の表面から異物を外に効果的に流し出す観点から、被洗浄物３に対する洗浄液の噴射角度φを３０〜８０°の範囲とするのが好ましい。またノズル６を小さくする観点などから、平面視において、洗浄液７による線状の洗浄領域８が被洗浄物３の回転中心Ｏと外縁部とを通るようにノズル６を移動させるのが好ましい。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被洗浄物を回転させた状態でノズルから洗浄液を噴射して被洗浄物を洗浄するスピン洗浄装置において、前記ノズルから噴射した洗浄液を被洗浄物に線状に当てて洗浄することを特徴とするスピン洗浄装置。
【請求項２】
被洗浄物に対する洗浄液の噴射角度が３０〜８０°の範囲である請求項１記載のスピン洗浄装置。
【請求項３】
平面視において、洗浄液による線状の洗浄領域が、被洗浄物の回転中心と外縁部とを通るように前記ノズルを移動させる請求項１又は２記載のスピン洗浄装置。
【請求項４】
被洗浄物の回転中心と前記洗浄領域の中心とを結んだ直線に対する洗浄領域の傾きが−６０〜＋６０°の範囲である請求項３記載のスピン洗浄装置。
【請求項５】
洗浄領域の前記傾きが一定となるように前記ノズルの移動に合わせてノズルを回動させる請求項４記載のスピン洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶用ガラス基板や半導体ウエハなどの平板状の被洗浄物を回転させ、その表面に洗浄液を噴射して洗浄を行うスピン洗浄装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルや半導体素子などの製造工程では、１つの工程から次の工程に移る際に液晶用ガラス基板や半導体ウエハを洗浄し、表面に付着した工程起因のゴミなどの異物をまず除去する。この洗浄が十分でないと異物が原因となって種々の不具合が発生する。
【０００３】
洗浄方式としてはこれまでから種々の方式が提案・実施されているが、被洗浄物を高速回転させた状態で純水などの洗浄液を噴射して洗浄するスピン洗浄方式が近年広く用いられている。例えば特許文献１では、回転する被洗浄物に高圧の洗浄液をノズルから霧化させた状態で吹き付ける洗浄装置が提案されている。
【特許文献１】特開平１１−３３３３８７号公報（特許請求の範囲、（０００７）〜（００２１）段、図１〜図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記提案技術を始めスピン洗浄装置の多くでは、被洗浄物に対して洗浄液を面状に当てて洗浄していた。このため、付着した異物が十分に取れないことがあった。また表面から異物が取れても被洗浄物の外に流し出されにくいという問題があった。
【０００５】
本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、被洗浄物の表面に付着した異物を確実に取ることができ、また表面から取れた異物は被洗浄物の外に確実に流し出せるスピン洗浄装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、被洗浄物を回転させた状態でノズルから洗浄液を噴射して被洗浄物を洗浄するスピン洗浄装置において、前記ノズルから噴射した洗浄液を被洗浄物に線状に当てて洗浄することを特徴とするスピン洗浄装置が提供される。
【０００７】
ここで、被洗浄物の表面から異物を外に効果的に流し出す観点から、被洗浄物に対する洗浄液の噴射角度を３０〜８０°の範囲とするのが好ましい。
【０００８】
大きな被洗浄物に対応する観点あるいはノズルを小さくする観点からは、平面視において、洗浄液による線状の洗浄領域が、被洗浄物の回転中心と外縁部とを通るようにノズルを移動させるのが好ましい。このとき、被洗浄物の洗浄を一層効率的にする観点から、被洗浄物の回転中心と前記洗浄領域の中心とを結んだ直線に対する洗浄領域の傾きを−６０〜＋６０°の範囲とするのが好ましい。また、洗浄領域の前記傾きが一定となるように、ノズルの移動に合わせてノズルを回動させるのが洗浄効率を挙げる上から好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のスピン洗浄装置では、前記ノズルから噴射した洗浄液を被洗浄物に線状に当てて洗浄するので、被洗浄物の表面に付着した異物を確実に取ることができ、また表面から取れた異物は被洗浄物の外に確実に流し出せる。
【００１０】
被洗浄物に対する洗浄液の噴射角度を所定範囲とすると、被洗浄物の表面から異物を外に効果的に流し出すことができる。
【００１１】
またノズルを移動させると、大きな被洗浄物であっても洗浄可能となり、またノズルを小さくすることもできる。このとき平面視において、被洗浄物の回転中心と前記洗浄領域の中心とを結んだ直線に対する洗浄領域の傾きを所定範囲とすると、被洗浄物の洗浄を一層効率的に行うことができ、また洗浄領域の前記傾きが一定となるようにノズルの移動に合わせてノズルを回動させると高い洗浄効率が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係るスピン洗浄装置について図に基づいてさらに説明する。なお、本発明は以下に説明する実施形態に何ら限定されるものではない。
【００１３】
図１は、本発明に係るスピン洗浄装置の一例を示す正面図である。この図のスピン洗浄装置は、回転軸１の上端に取り付けられた載置台２と、載置台２の側方から離間して立設された支持部材４と、支持部材４の上端から水平に延出したアーム５と、アーム５の自由端側に取り付けられたノズル６とを備える。ノズル６は被洗浄物３の最長半径の略中央部上方に位置し、ノズル６から扇状に噴射された洗浄液７が少なくとも被洗浄物３の最長回転半径全域に掛かるように調節されている。なお、洗浄領域８（図４に図示）の調整は、例えばノズル６と被洗浄物３との距離を調整することによって行うことができる。すなわちノズル６と被洗浄物３との距離を短くすれば洗浄領域８は狭くなり、前記距離を長くすれば洗浄領域８（図４に図示）は広くなる。
【００１４】
ガラス基板や半導体ウエハなどの被洗浄物３を載せた載置台２は、不図示のモータに接続された回転軸１によって所定の回転数で回転する。そして、被洗浄物３が回転している状態で被洗浄物３に対してノズル６から洗浄液７が噴射され被洗浄物３が洗浄される。このとき洗浄液７の噴射によって被洗浄物３の表面から異物が外れ、外れた異物は回転による遠心力によって被洗浄物３の外に出される。被洗浄物３の回転数としては特に限定はないが、洗浄液７が当たることによる洗浄力を確保し、また異物を被洗浄物３の外に出すための遠心力を確保する観点から、１００〜３００ｒｐｍの範囲が推奨される。
【００１５】
本発明のスピン洗浄装置の大きな特徴は、ノズル６から噴射した洗浄液７を被洗浄物３に線状に当てることにある。これにより、被洗浄物３に洗浄液７を面状に当てていた従来に比べ洗浄能力が格段に向上する。図２に、本発明のスピン洗浄装置の実施例を示す斜視図を示す。図２（ａ）は、図１で示したスピン洗浄装置であって、ノズル６から洗浄液７を扇状に噴射し、洗浄液７を被洗浄物３に線状に当てている。また同図（ｂ）では、ノズル６’の噴射口（不図示）を細長くして、ノズル６’から洗浄液７を帯状に噴射し、洗浄液７を被洗浄物３に洗浄に当てている。もちろん、洗浄液７が被洗浄物３に線状に当たる限りにおいて、ノズルから噴射された洗浄液の形成する形状に限定はない。
【００１６】
ノズル６から洗浄液７を噴射する角度に特に限定はないが、図３に示すように、被洗浄物３に対する洗浄液７のノズル６からの噴射角度φは３０〜８０°の範囲が好ましい。かかる範囲であれば、被洗浄物３から異物を効果的に除去することができる。より好ましい噴射角度φは４５〜６５°の範囲である。
【００１７】
以上説明したスピン洗浄装置では、被洗浄物の上方にノズルを固定するものであるため、洗浄液の当たる洗浄領域を被洗浄物の最長回転半径以上とする必要がある。このため、大きな被洗浄物を洗浄する場合には大型のノズルが必要となる。そこで、ノズルを大型化することなく、大きな被洗浄物を洗浄するために、洗浄液による線状の洗浄領域が、被洗浄物の回転中心と外縁部とを通るようにノズルが移動するようにしてもよい。
【００１８】
図４に、ノズル６が移動する装置の一例を示す平面図を示す。この図の装置は、先端にノズル６が取り付けられたアーム５が支持軸４を中心として約９０°揺動する。ノズル６から噴射された洗浄液７が当たる線状の洗浄領域８を斜線部で示す。ノズル６が移動することによってこの洗浄領域８が同心円の帯状に軌跡を描いて移動し、このとき被洗浄物３は回転しているので、結果的に被洗浄物３の全体が洗浄される。被洗浄物３の全体を効果的に洗浄するには、被洗浄物３の大きさや洗浄領域８の長さなどを考慮して、ノズル６の移動速度と被洗浄物３の回転速度との組み合わせを最適化する必要がある。発明者が行った実験によれば、６６０ｍｍ×８８０ｍｍの四角形の被洗浄物としてのガラス基板を２００ｒｐｍで回転させた場合、洗浄領域が１２０ｍｍのノズルの移動速度は１．０〜５．０ｄｅｇ／ｓｅｃの範囲が最も効果的であった。
【００１９】
ノズル６の移動経路は、洗浄液７による洗浄領域８が被洗浄物３の回転中心Ｏと外縁部とを通る限りにおいて特に限定はなく、図４の実施形態のような円周状の移動経路のみならず、直線状の移動経路であっても構わない。ただ、図４のようにアーム５に固定されたノズル６が円周状に移動する場合には、被洗浄物３の回転中心Ｏと前記洗浄領域８の中心Ｃとを結んだ直線Ｌに対する洗浄領域８の傾きがノズル６の移動によって傾きθ1、θ2と変化することになる。そこで本発明者は、洗浄領域８の前記傾きθと洗浄性能との関係について調べた。調査条件および結果を次に示す。
【００２０】
図５に実験の概説図を示す。被洗浄物３としてガラス基板（６８０×８８０ｍｍ）を用い、これを２００ｒｐｍで回転させた状態で、回転中心Ｏと洗浄領域の中心Ｃとを結んだ直線Ｌに対する洗浄領域の傾きθが０°（同図（ａ））と、９０°（同図（ｂ））とになるようにノズル６を取り付けて洗浄を行いガラス基板の洗浄不良発生数を数えた。この結果、洗浄不良発生数は、洗浄領域の傾きθが０°の場合には０．２７％、９０°の場合には０．６２％となった。どちらの場合も従来の洗浄装置に比べれば洗浄性能は向上していたものの、洗浄領域の傾きθを０°とする方が洗浄性能がより高くなることがわかった。そしてさらに調査を進めた結果、より高い洗浄性能を得られる洗浄領域の前記傾きθは−６０〜＋６０°の範囲であることがわかった。
【００２１】
以上の調査結果から、ノズルを揺動させる場合、被洗浄物をムラなく洗浄するには、ノズルの揺動に合わせてノズルを回動させて洗浄領域の傾きθが一定となるようにすることが奨励される。図６に、かかる構成を備えた洗浄装置の一例を示す。図６の洗浄装置では、揺動するアーム５の自由端側の下面に回動可能にノズル９が取り付けられている。このノズル９を回動させることによって洗浄領域８の傾きθを任意に変えることができる。図７に、ノズル９の揺動に合わせてノズル９を回動させた場合の洗浄領域８の移動軌跡を示す。この図から理解されるように、洗浄領域８は常に回転中心Ｏと洗浄領域の中心Ｃとを結んだ直線Ｌ上に位置し（傾きθはゼロ）、これにより被洗浄物３はムラなく効率的に洗浄される。もちろん洗浄領域８の傾きθはゼロに限定されるものではなく、前述の好適範囲を維持するようにすればよい。ノズル９の回動機構としては特に限定はなく、モータによってノズル９を独立して回動させてもよいし、支持軸４の回動力をギヤなどの伝達機構によってノズルに伝えて回動させてもよい。
【００２２】
洗浄液のノズルから噴射量は、ノズルと被洗浄物との距離や、被洗浄物の大きさや回転数などから適宜決定すればよく、噴射圧力は４〜１２ＭＰａの範囲が好ましい。また、洗浄液の種類に限定はなく従来公知のものが使用できる。洗浄液としては例えば純水、超純水、オゾン添加超純水、フッ化水素酸、過酸化水素、水酸化アンモニウム、硫酸、塩酸、イソプロピルアルコールなどが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明のスピン洗浄装置の一実施形態を示す正面図である。
【図２】本発明のスピン洗浄装置における洗浄液の噴射形態例を示す斜視図である。
【図３】洗浄液の噴射角度を説明する図である。
【図４】アームに固定されたノズルが揺動した場合の洗浄領域の変遷を示す平面図である。
【図５】洗浄領域の傾きθと洗浄性能との関係を調査したときの設定条件を示す図である。
【図６】本発明のスピン洗浄装置の他の実施形態を示す正面図である。
【図７】ノズルの揺動に合わせてノズルが回動し、洗浄領域の傾きが維持される様子を示す平面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  回転軸
２  載置台
３  被洗浄物
４  支持軸
５  アーム
６，６’  ノズル
７  洗浄液
８  洗浄領域
９  ノズル
Ｏ  回転中心
Ｃ  洗浄領域の中心
Ｌ  被洗浄物の回転中心と洗浄領域の中心とを結ぶ直線
φ  被洗浄物に対する洗浄液の噴射角度
θ  直線Ｌに対する洗浄領域の傾き
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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